(57)【要約】【課題】本発明は、無線移動通信システムにおいてＢＴＳが移動局の上りリンクスケジューリングのために優先順位を決定する方法を提供する。【解決手段】本発明は、移動局が、現在使用する送信電力と追加的に使用可能な送信電力との和であるヘッドルーム値をＢＴＳに報告する無線移動通信システムにおいて、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法であって、前記ヘッドルーム値を予め設定された基準転送形式に正規化し、前記移動局の平均データ転送率を決定し、前記正規化したヘッドルーム値と、平均データ転送率とを考慮して、前記移動局の優先順位を決定することを特徴する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局が、現在使用する送信電力と追加的に使用可能な送信電力との和であるヘッドルーム値をＢＴＳに報告する無線移動通信システムにおいて、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法であって、
前記ヘッドルーム値を予め設定された基準転送形式に正規化するステップと、
前記移動局の平均データ転送率を決定するステップと、
前記正規化したヘッドルーム値と、平均データ転送率とを考慮して、前記移動局の優先順位を決定するステップと
を含むことを特徴とする、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【請求項２】
前記予め設定された基準転送形式は、前記移動局と他の移動局とのヘッドルーム値を比較するとき、公正性のために、変調方式ＱＰＳＫ、符号化率１/２、周波数領域で一つのスロットを使用する形態に正規化するために決定されたものであることを特徴とする、請求項１に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【請求項３】
前記移動局に以前に割り当てられた変調方式及びコーディング方式を、前記基準転送形式に従う変調方式及びコーディング方式に、下記式（１）を用いて変更することを特徴とする、請求項２に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【数１】
2007124662.tif 000017
上記式（１）において、MCSpreviousは移動局に以前に割り当てられた変調及びコーディング方式(ＭＣＳ)を、MPRは変調次数×コーディングレートの差を意味する。
【請求項４】
前記移動局に以前に割り当てられたスロット個数を、前記基準転送形式に従うスロット個数に、下記式（２）を用いて変更することを特徴とする、請求項２に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【数２】
2007124662.tif 000018
上記式（２）において、Headroomはヘッドルーム値を、MCSpreviousは移動局に以前に割り当てられた変調及びコーディング方式(ＭＣＳ)を、MPRは変調次数×コーディングレートの差を、SINRは信号対干渉雑音比を意味する。
【請求項５】
前記移動局の優先順位は、下記式（３）を用いて決定することを特徴とする、請求項１に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【数３】
2007124662.tif 000019
上記式（３）において、E(data rate)は移動局の平均データ転送率を、Headroomはヘッドルーム値を、MCSpreviousは移動局に以前に割り当てられた変調及びコーディング方式(ＭＣＳ)を、MPRは変調次数×コーディングレートの差を、SINRは信号対干渉雑音比を、αは公平なスケジューリングのための公平性指数値を意味する。Umin,nrtPSは最小予約されたトラヒック比を反映するための因子であり、Umaxは最大維持トラヒック比を反映するための値であり、Wはコネクションに従うトラヒック優先順位を反映するための加重値因子である。
【請求項６】
前記Umaxは、移動局のE(data rate)値と、最大維持トラヒック比により転送するときのフレーム別転送されるデータのサイズ(EPsizemax sustained traffic rate)とを比較して決定され、下記式（４）のように示されることを特徴とする、請求項５に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【数４】
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【請求項７】
前記Umin,nrtPSは、下記式（５）のように示され、ＢＥコネクションのために１値を有することを特徴とする、請求項５に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法。
【数５】
2007124662.tif 000021
上記式（５）において、Xreservedバーは、最小予約トラヒック比を満足させるために非要求フォーリング区間毎に送信する情報ビットであり、Xreservedは、非要求フォーリング区間毎にXreservedバーの大きさだけ増加してサブチャンネル(又はスロット)が割り当てられる場合、送信した情報ビット数だけ減少させた値及び０の中から最大値として選択される値であり、Wxは、加重値因子である。
【請求項８】
移動局が、現在使用する送信電力と追加的に使用可能な送信電力との和であるヘッドルーム値をＢＴＳに報告する無線移動通信システムにおいて、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置であって、
前記ヘッドルーム値を予め設定された基準転送形式に正規化し、前記移動局の平均データ転送率を決定し、前記正規化したヘッドルーム値と、平均データ転送率とを考慮して、前記移動局の優先順位を決定することを特徴とする、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【請求項９】
前記予め設定された基準転送形式は、前記移動局と他の移動局とのヘッドルーム値を比較するとき、公正性のために、変調方式ＱＰＳＫ、符号化率１/２、周波数領域で一つのスロットを使用する形態に正規化するために決定されたものであることを特徴とする、請求項８に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【請求項１０】
前記移動局に以前に割り当てられた変調方式及びコーディング方式を、前記基準転送形式に従う変調方式及びコーディング方式に、下記式（６）を用いて変更することを特徴とする、請求項９に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【数６】
2007124662.tif 000022
上記式（６）において、MCSpreviousは移動局に以前に割り当てられた変調及びコーディング方式(ＭＣＳ)を、MPRは変調次数×コーディングレートの差を意味する。
【請求項１１】
前記移動局に以前に割り当てられたスロット個数を、前記基準転送形式に従うスロット個数に、下記式（７）を用いて変更することを特徴とする、請求項９に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【数７】
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上記式（７）において、Headroomはヘッドルーム値を、MCSpreviousは移動局に以前に割り当てられた変調及びコーディング方式(ＭＣＳ)を、MPRは変調次数×コーディングレートの差を、SINRは信号対干渉雑音比を意味する。
【請求項１２】
前記移動局の優先順位は、下記式（８）を用いて決定することを特徴とする、請求項８に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【数８】
2007124662.tif 000024
上記式（８）において、E(data rate)は移動局の平均データ転送率を、Headroomはヘッドルーム値を、MCSpreviousは移動局に以前に割り当てられた変調及びコーディング方式(ＭＣＳ)を、MPRは変調次数×コーディングレートの差を、SINRは信号対干渉雑音比を、αは公平なスケジューリングのための公平性指数値を意味する。Umin,nrtPSは最小予約されたトラヒック比を反映するための因子であり、Umaxは最大維持トラヒック比を反映するための値であり、Wはコネクションに従うトラヒック優先順位を反映するための加重値因子である。
【請求項１３】
前記Umaxは、移動局のE(data rate)値と、最大維持トラヒック比により転送するときのフレーム別転送されるデータのサイズ(EPsizemax sustained traffic rate)とを比較して決定され、下記式（９）のように示されることを特徴とする、請求項９に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【数９】
2007124662.tif 000025
【請求項１４】
前記Umin,nrtPSは、下記式（１０）のように示され、ＢＥコネクションのために１値を有することを特徴とする、請求項１２に記載のＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置。
【数１０】
2007124662.tif 000026
上記式（１０）において、Xreservedバーは、最小予約トラヒック比を満足させるために非要求フォーリング区間毎に送信する情報ビットであり、Xreservedは、非要求フォーリング区間毎にXreservedバーの大きさだけ増加してサブチャンネル(又はスロット)が割り当てられる場合、送信した情報ビット数だけ減少させた値及び０の中から最大値として選択される値であり、Wxは、加重値因子である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線移動通信システムに関し、特に、無線移動通信システムにおいてＢＴＳが移動局の上りリンクスケジューリングのために優先順位を決定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線移動通信システム、例えば、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)通信システムの上りリンクでは、スケジューリング方式を使用しなかったため、優先順位決定が不要であった。代りに、転送率制御方式を用いて干渉制御及び各移動局のデータ転送率を決定した。ここで、転送率制御方式とは、セル内の干渉の和によって全ての移動局のデータ転送率を一括的に増加又は減少させる方法である。すなわち、ＣＤＭＡ通信システムの基地局(ＢＴＳ：Base Transceiver Station)は、自己セル干渉と、他のセル干渉と、熱雑音との和対熱雑音の比であるＲｏＴ(Rise over Thermal)の変化によって移動局の転送率を制御し、ＢＴＳと移動局との間の距離に関係なく、全ての移動局の送信電力がＢＴＳに一定な受信電力として到達するようにする。
【０００３】
より詳しくは、ＣＤＭＡ通信システムの各ＢＴＳは、自己セル内の信号干渉＋他のセルからの信号干渉＋熱干渉の和(ＲｏＴ)を測定し、干渉の総和が所定のしきい値を超過する場合、当該ＢＴＳに位置した移動局のデータ転送率を一括的に減少させることで、自己セル内の信号干渉の比重を低くする。一方、干渉の総和が所定のしきい値の以下である場合、当該ＢＴＳに位置した移動局のデータ転送率を一括的に増加させることで、自己セル内の信号干渉の比重を高くする。これにより、セル内の干渉の和(ＲｏＴ)が一定水準に維持されるようにする。前述した方案が効果的な理由は次の通りである。ＣＤＭＡ通信システムの上りリンクでは、各ＢＴＳ別干渉のサイズの大部分が自己セル内の信号干渉である。このため、ＣＤＭＡ通信システムにおいて、自己セル内の干渉はセル内の全ての移動局のデータ転送率を調節することにより、直接的な制御が可能である。したがって、各ＢＴＳは、当該セル内の信号干渉だけを制御すれば、通信システムの全体の干渉制御が可能であり、さらに各移動局のデータ転送率を一定水準に保証できる。
【０００４】
しかしながら、次世代移動通信システムとして研究及び実用化されているＩＥＥＥ８０２.１６ｅ規格に基づいた広帯域無線接続通信システム又は２.３ＧＨｚ携帯インターネット(Wibro)システムでは、システムの特性上、前述したようなデータ転送率の保証方案を適用し難い。なぜなら、上記システムの上りリンクでは、自己セル内の信号干渉がほぼ存在せず、干渉のサイズの大部分が他のセル間干渉信号なので、このような他のセル干渉はＣＤＭＡ通信システムのように自己セル内のＢＴＳで直接的な制御が難しいためである。
【０００５】
なお、広帯域無線接続通信システムや携帯インターネットシステムが、従来のＣＤＭＡ通信システムと区分される特徴について説明する。以後では、説明の便宜上、広帯域無線接続通信システムや携帯インターネット通信システムを、“ワイブロ(Wibro)通信システム”と通称する。
【０００６】
第一に、ワイブロ通信システムにおいて、ＢＴＳは、移動局間のレンジ過程(ranging process)を介して、互いに異なる移動局から転送される信号がＢＴＳに同時に到達するように同期を合せ、移動局が転送するデータバーストにサイクリック・プレフィックス(cyclic prefix)区間を挿入することで、マルチパスを介して互いに異なる時間にＢＴＳに到達する信号間で互いに干渉しないようにする。また、ワイブロ通信システムは、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を使用するため、サブキャリア(subcarrier)間に直交性を持つ。したがって、特定スロットが割当てられた移動局の信号は、他のスロットが割当てられた移動局の信号に特別な干渉として作用しない。
【０００７】
第二に、ワイブロ通信システムにおいて、上りリンクは、ダイバーシティサブチャンネル(diversity subchannel)からなる特性により、隣接したＢＴＳは互いに異なるサブチャンネルを使用する。
【０００８】
前述したように、ワイブロ通信システムの上りリンクでは、既存のＣＤＭＡ通信システムに適用された転送率制御方式をそのまま適用することができない。また、ＢＴＳの近所に位置した移動局に対しては、最大の送信電力を活用して高い転送率が得られるため、転送率制御方式よりもスケジューリング方式の方が適している。
【特許文献１】日本特開２００５−０６５２９８号公報（発明の名称：移動通信システムでの上りリンクパケットの伝送のためのスケジューリング割当方法及び装置）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって、本発明の目的は、無線移動通信システムにおいて、上りリンクスケジューリング方案のうち、移動局の優先順位を決定する装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、無線移動通信システムにおいて、移動局に公正且つ高いデータ転送率を保証できる上りリンクスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、移動局が現在使用する送信電力及び追加的に使用可能な送信電力の和であるヘッドルーム値をＢＴＳに報告する無線移動通信システムにおいて、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング方法であって、前記ヘッドルーム値を予め設定された基準転送形式に正規化するステップと、前記移動局の平均データ転送率を決定するステップと、前記正規化したヘッドルーム値と、平均データ転送率とを考慮して、前記移動局の優先順位を決定するステップとを含む。
【００１２】
また、本発明の装置は、移動局が、現在使用する送信電力と追加的に使用可能な送信電力との和であるヘッドルーム値をＢＴＳに報告する無線移動通信システムにおいて、ＢＴＳの上りリンクスケジューリング装置であって、前記ヘッドルーム値を予め設定された基準転送形式に正規化し、前記移動局の平均データ転送率を決定し、前記正規化したヘッドルーム値と、平均データ転送率とを考慮して、前記移動局の優先順位を決定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無線移動通信システムにおいて、移動局が送信したヘッドルーム情報を考慮して、上りリンクスケジューリングの際、各移動局の優先順位を決定することで、移動局に公正且つ高いデータ転送率を保証できる無線資源を割り当てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、公知の機能や構成についての具体的な説明は適宜省略する。
【００１５】
本発明は、無線移動通信システムの上りリンクスケジューリング優先順位決定方法を新しく提案する。
【００１６】
より詳しくは、上りリンク優先順位決定は、ＰＦ(Proportional Fair)スケジューリング方法に基づいている。但し、ＩＥＥＥ８０２.１６や携帯インターネット(WiBro)通信システムには、ＰＦスケジューリング方法をそのまま適用できないため、本発明では既存のＰＦスケジューリング優先順位計算式を上りリンクに適用できるように新しい形態を提供する。
【００１７】
ＰＦスケジューリングとは、ＢＴＳと移動局との間のチャンネル状態に従うデータ転送率を考慮する方式であって、主に下りリンクシステムに広く使用されるものである。なぜなら、下りリンクでは、移動局が転送したＣＱＩ(Channel Quality Indicator)により、直接的にＢＴＳがチャンネル状態を把握できることで、ＰＦスケジューリングに直ちに利用出来るためである。反面、上りリンクでは、ＣＱＩのような情報がないため、優先順位決定のためにチャンネル状況をデータ転送率に対応できる方法が要求されている。現在８０２.１６ｅ規格には、ＢＴＳと移動局との間の距離及びチャンネル状況がわかるように、ヘッドルーム(headroom)が定義されているため、ヘッドルームを用いて上りリンクスケジューリング方法及び優先順位を決定できる。本発明による上りリンクスケジューリング優先順位決定方法を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１８】
ＢＴＳは、移動局から報告されたヘッドルーム値を所定の変調方式、符号化率及びサブチャンネルの個数により正規化(normalization)し、正規化したヘッドルーム値を移動局に割り当てる変調及びコーディング方式(Modulation And Coding Scheme、以下、「ＭＣＳ」と称する。)別に要求されるＳＩＮＲ(Signal to Interference And Noise Ratio)を考慮して最終ヘッドルーム値を決定し、決定された最終ヘッドルーム値に対応する各移動局別平均データ転送率を決定して、資源を割り当てる移動局の優先順位を決定できる。
【００１９】
本発明は、ＯＦＤＭＡ方式を用いる広帯域無線接続通信システム及び２.３ＧＨｚ帯域を使用する携帯インターネットサービス(WiBro)に適用でき、ヘッドルーム情報をＢＴＳに送信する通信システムにも適用できる。以下では、説明の便宜上、広帯域無線接続通信システムや携帯インターネットサービスを“ワイブロ(WiBro)通信システム”と通称する。
【００２０】
本発明の説明に先立て、ワイブロ通信システムのデータ転送構造について説明する。ワイブロ通信システムのデータ転送はフレーム単位に分けて行われ、各フレームは、下りリンクデータを転送できる区間と、上りリンクデータを転送できる区間とに分けられる。更に、上りリンク及び下りリンクデータ区間は周波数軸と時間軸とに分けられる。周波数軸と時間軸との２次元配列に分けられた各要素を“スロット”という。ワイブロ通信システムにおける上りリンク無線資源は、スロットの複数の移動局間に分けて使用する方式として共有される。
【００２１】
図１は、ワイブロ通信システムにおける上りリンクスケジューラーの構造を示す図である。
【００２２】
図１によれば、上りリンクスケジューラー１００は、干渉制御ブロック１１０と、優先順位決定ブロック１２０と、データバースト転送形式決定ブロック１３０とからなる。
【００２３】
干渉制御ブロック１１０は、各移動局のデータ転送に使用される最大ＭＣＳレベルを調節することにより、隣接したＢＴＳ間に互いに作用する干渉信号量を一定水準に維持して、各移動局のデータ転送率と最大処理率とを保証する機能を遂行する。
【００２４】
優先順位決定ブロック１２０は、上りリンクスケジューリングを要請した複数の移動局のうち、優先的に無線資源を割り当てる移動局を選択する機能を遂行する。
【００２５】
データバースト転送形式決定ブロック１３０は、各移動局の現在チャンネル状態と、移動局が使用し得る送信電力とを考慮して、データバースト転送形式を決定する機能を遂行する。ここで、データバースト転送形式は、データバースト転送に使用し得るＭＣＳレベル及び割り当てるスロット個数を意味する。
【００２６】
本発明は、優先順位決定ブロック１２０で遂行する移動局の優先順位決定方法に関するもので、干渉制御ブロック１１０及びデータバースト転送形式決定ブロック１３０の詳細な動作については説明しない。
【００２７】
スケジューラー１００は、移動局が転送したいデータバースト情報種類、すなわち、制御情報、一般データ情報、サービス品質要求の高低に従う情報により、階層的に分けられたスケジューリングを遂行する。
【００２８】
まず、スケジューラー１００は、制御情報及び帯域幅要求を転送したい移動局に対し、ラウンドロビン(round-robin)スケジューリング方式によってスロットを優先的に割り当てる。
【００２９】
次に、スケジューラー１００は、ＵＧＳ(Unsolicited Grant Service)、ｒｔＰＳ(real time Polling Service)及びｅｒｔＰＳ(extended real time Polling  Service)のように、遅延制約要求がある情報を転送したい移動局に対し、ＱｏＳ(Quality of Service)スケジューリング方式によってスロットを割り当てる。
【００３０】
最後に、スケジューラー１００は、ｎｒｔＰＳ(non-real time Polling Service)及びＢＥ(Best Effort)サービスのように、遅延制約要求が微小又は無い情報を転送したい移動局に対し、Ｇ−Ｆａｉｒ(General Fair)スケジューリング方式によってスロットを割り当てる。
【００３１】
本発明で提案する優先順位計算式は、Ｇ−Ｆａｉｒスケジューリング方式を使用するｎｒｔＰＳ及びＢＥのような遅延制約要求が微小又は無い情報階層を対象として適用できる。
【００３２】
以下では、本発明で提案するワイブロ通信システムの上りリンクスケジューリング優先順位式の基本になるＰＦスケジューリング方式について説明する。
【００３３】
前述したように、ＰＦスケジューリング方式は、ＢＴＳと移動局との間のチャンネル状態を把握して、移動局の公正性及び最大処理率を保証するように優先順位を決定するもので、主にワイブロ通信システムの下りリンクスケジューリングに使用される。移動局は、下りリンクパイロット又はプリアンブル(preamble)信号のサイズを測定した後、測定結果からチャンネル状態を把握し、これをＣＱＩ形態にＢＴＳに報告する。その後、ＢＴＳは、ＣＱＩによって各移動局のチャンネルの状態を認知して、これによるデータ転送率を異なるように割り当てる。すなわち、ＰＦスケジューリング方式は、ＢＴＳと移動局との間のチャンネル変化によって異なるデータ転送率を適用することにより、スケジューリングを要請する各移動局間の優先順位を決定できる。下記の式（１）は、下りリンクスケジューリングの際に使用される基本的なＰＦスケジューリング優先順位計算式を示すもので、優先値が最も高い順にスケジューリング対象となる。
【００３４】
【数１】
2007124662.tif 000003
【００３５】
上記式（１）において、Data_Rate(CQI)は、移動局から報告されたＣＱＩを考慮してチャンネル変化を把握した後、移動局に割り当てられるデータ転送率を意味し、E(data rate)は、各移動局の平均データ転送率を意味する。
【００３６】
しかしながら、下りリンクスケジューリング方法は、上りリンクスケジューリングの際、優先順位決定に使用できない。ワイブロシステムの下りリンクでは、干渉量及びトン当り転送出力値が固定されている。よって、ＢＴＳは、移動局からフィードバックしたＣＱＩを考慮して、移動局のチャンネル状況を互いに比較することができる。一方、上りリンクの場合には、信号干渉量が可変する。よって、移動局が同様な性能を持っても、サブチャンネル又はスロットの使用個数によって移動局の送信電力値が変化する。つまり、下りリンクと同様な方法ではＢＴＳがチャンネル状況を判断することができない。
【００３７】
代りに、上りリンクにおいて、ＢＴＳは移動局の送信電力を用いてチャンネル状態を判断することができる。すなわち、移動局のヘッドルーム情報を用いてチャンネル状況を間接的に推定して、これによるデータ転送率を異なるように適用して優先順位を決定する。ここで、ヘッドルームは、移動局が現在使用する送信電力及び追加的に使用可能な送信電力の大きさをＢＴＳに報知する情報である。ヘッドルームは、移動局がフレーム毎に周期的にＢＴＳに送信する情報ではなく、特定条件の満足時にＢＴＳに送信する情報と規定されている。
【００３８】
以下では、本発明で提案するヘッドルーム情報を用いたワイブロ上りリンクスケジューリング優先順位決定方法について簡単に説明する。
【００３９】
ワイブロ上りリンクスケジューリング優先順位は、基本的にチャンネル状況を判断できる情報と、平均データ転送率との比により計算される既存のＰＦスケジューリング方式に基づいている。但し、チャンネル状況を判断するために、既に使用したＣＱＩに従うデータ転送率の代りに、ヘッドルームを用いたデータ転送率に示すことで、上りリンクスケジューリングに使用できる。以後、ここに追加的な加重値因子(weighting factor)が考慮される。
【００４０】
ＢＴＳは、移動局からヘッドルーム情報を受信し、各移動局のヘッドルーム情報を同一条件におけるヘッドルーム値に正規化する。すなわち、受信したヘッドルーム値を予め設定した基準転送形式に従うヘッドルーム値に変換し、変換された値を各移動局別平均データ転送率で除算する。ここで、ヘッドルーム値を移動局から受信した値そのまま使用せず、基準転送形式に変換する理由は、ＢＴＳが、移動局から低いＭＣＳレベルの割当てにより高いヘッドルーム値を受信した場合(チャンネル状態が悪い場合)、及び、高いＭＣＳレベルの使用により低いヘッドルーム値を受信した場合(チャンネル状態が良い場合)、後者の方がチャンネル状態が良いにも関わらず、低いヘッドルーム値によりチャンネル状況が良くないと誤認し得るためである。
【００４１】
つまり、両方のヘッドルーム値を直接的に比較すると、正確性及び公正性が低下する。よって、比較の公正性を保証するために基準転送形式に変換する。本発明では、ヘッドルームを同じ条件の下で正規化させるために、例えば、変調方式はＱＰＳＫ、符号化率は１/２として基本転送形式を仮定して説明する。また、基本転送形式は、周波数領域で一つのスロットを使用する場合と仮定する。
【００４２】
以後、数式を用いてワイブロ通信システムにおいて、上りリンクスケジューリングの際、優先順位決定方法について具体的に説明する。下記式（２）は、前述した内容に基づいたワイブロ上りリンク優先順位決定方法を示すものである。
【００４３】
【数２】
2007124662.tif 000004
【００４４】
ここで、Data_Rate(SINR)は、該当するデータ転送率により現在移動局のチャンネル状況を示す値、E(data rate)は移動局の平均データ転送率、αは公平なスケジューリングのための公平性指数(Fairness exponent)値である。Umin,nrtPSは、最小予約されたトラヒック比(minimum reserved traffic rate)を反映するための因子である。Ｕｍａｘは、最大維持トラヒック（maximum sustained traffic rate）を反映するための値である。
【００４５】
前述したように、本発明の優先順位計算式は、ｎｒｔＰＳタイプに対するＱｏＳパラメータが考慮された因子、コネクション間加重値のためのトラヒック優先順位因子及び公平性を保証するための公平性指数因子などの加重要素が適用された形態に従う。
【００４６】
上記Umin,nrtPSは、下記式（３）のように示され、ＢＥコネクションの場合には１値を有する。
【００４７】
【数３】
2007124662.tif 000005
【００４８】
上記式（３）において、Xreservedバーは、最小予約されたトラヒック比を満足させるために非要求ポーリング区間(unsolicited polling interval)毎に転送する情報ビットの大きさ、Xreservedは、非要求ポーリング区間毎にXreservedバーの大きさだけ増加してサブチャンネル(又はスロット)が割り当てられる場合、情報ビット数だけ減少させた値及び０の中から最大値として選択される値であり、Wxは、加重値因子である。
【００４９】
上記式（３）は、ｎｒｔＰＳに係るコネクションに対し、非要求ポーリング区間毎に最小予約されたトラヒック比に相応するデータ量を転送しないコネクションに対して優先順位を増加させるのを示すものである。
【００５０】
一方、上記式（２）において、Umaxは、最大維持トラヒック比(maximum sustained traffic rate)を反映するための値である。すなわち、Umaxは、移動局のE(data rate)値と、最大維持トラヒック比に転送する時のフレーム別に転送されるデータのサイズ(EPsizemax sustained traffic rate)とを比較して決定される。これを下記式（４）のように示される。
【００５１】
【数４】
2007124662.tif 000006
【００５２】
一方、前述したように、Wはコネクションに従うトラヒック優先順位を反映するための加重値因子であり、８０２.１６ｅ規格に定義されているトラヒック優先順位Ｔ([０、７]の値を有する)を用いて計算できる。すなわち、総帯域幅要求(Aggregate bandwidth request)値が０より大きい場合、Ｔをサービスネゴシエーション(service negotiation)する時に伝送された値を用いてW=2Tに決定する。また、総帯域幅要求値が０である場合、W=0である。
【００５３】
参考として、上記式（２）を用いて各移動局の優先順位を計算した時、その値(PriorityUL)がノンゼロ(non-zero)である場合のみに対してスケジューリング対象となる。
【００５４】
以下では、上記式（２）において最も基本となるＰＦスケジューリング方法(式（２）の最初の項)について具体的に説明する。下記式（５）は、ワイブロ上りリンクスケジューリングにおいて、優先順位を決定するのに基本となるＰＦスケジューリング方法を示す式である。すなわち、ＢＴＳは、現在ＳＩＮＲに該当するデータ転送率(Data_Rate(SINR))を移動局の平均データ転送率(E(data rate))で除算し、その値に従って優先的にスケジューリングする対象を選択する。
【００５５】
【数５】
2007124662.tif 000007
【００５６】
上記式（５）において、ＳＩＮＲ値は、ＢＴＳが各移動局で同一条件(１個又は同じスロットを使用する条件)の下で得られた値である。すなわち、ＳＩＮＲ値は、現在スケジューリング時点で各移動局のチャンネル状態を示す値であって、スロット当り測定されたＳＩＮＲ値なので、上記式（２）において分子項は下記式（６）のように示される。
【００５７】
【数６】
2007124662.tif 000008
【００５８】
一方、ワイブロ通信システムにおける上りリンクは、ダイバーシティサブチャンネル割当て方式を使用するため、全てのスロットに対する干渉量はほぼ同一であるという特性を持つ。ここで、ダイバーシティサブチャンネル割当て方式とは、全体周波数帯域で存在する複数のサブキャリアをＢＴＳ(又はセクター)毎に互いに異なる方式に混合してグループ化し、複数のダイバーシティサブチャンネルを生成し、これを移動局に割り当てるものである。よって、スロット当り同じ干渉量を有するため、上記式（６）においてスロット当りＳＩＮＲ値は、スロット当り信号の大きさ(Sslot)に比例することになる。また、スロット当り信号の大きさは、各移動局が同じ基準転送形式を使用した場合、各移動局がＢＴＳに報告するヘッドルーム値と比例するため、上記式（６）は上記式（７）のヘッドルームに対するデータ転送率として更に示される。
【００５９】
【数７】
2007124662.tif 000009
【００６０】
前述したように、ＢＴＳは、上記式（７）の各移動局から報告されたヘッドルーム値を基準転送形式(ＱＰＳＫ、１/２、１個のスロット)を使用する場合の値に変換して優先順位決定に使用すべきである。よって、上記式（７）のヘッドルームの大きさに従うデータ転送率であるData_Rate(Headroomslot)を基準転送形式に変換して示されると、下記式（８）の通りである。
【００６１】
【数８】
2007124662.tif 000010
【００６２】
上記式（８）をより一般的な場合に対して示されると、下記式（９）の通りである。
【００６３】
【数９】
2007124662.tif 000011
【００６４】
上記式（９）は、スケジューリングを要請した移動局が以前フレームで任意の転送形式、すなわち、以前フレームで使用されたＭＣＳレベル及び割り当てられたスロット個数を使用したものを仮定して、報告されたヘッドルーム値に従うデータ転送率を示すものである。上記式（６）において、MCSprevious及びNslot(Headroom,MCSprevious)は、各々以前フレームで使用したＭＣＳレベル及び割り当てられたスロット個数を意味する。よって、上記式（９）を基準として、スケジューリング時点で各移動局別に報告されたヘッドルーム値を基準転送形式に正規化するためには、以前フレームで使用したＭＣＳレベルと基準転送形式のＭＣＳレベル(本発明ではＱＰＳＫ１/２とする)との間のＭＰＲ(Modulation order×Coding Rate)を考慮すべきである。すなわち、以前ＭＣＳレベルに相応するデータ転送率を基準ＭＣＳレベルであるＱＰＳＫ１/２に相応するデータ転送率に正規化する場合、２つのＭＣＳレベル間のＭＰＲ差を考慮すべきである(式（１０）)。また、割当てスロット個数を変換する場合には、ＭＰＲ差を考慮し、当該ＭＣＳレベル別に割り当てられるスロット個数が制限されているため、各ＭＣＳレベル別に要求されるＳIＮＲ値(SINRreq)の差を追加的に考慮して変換すべきである(式（１１）)。下記式（１０）及び式（１１）は、前述したように、任意のＭＣＳレベル及びスロット個数を基準転送形式に従うＭＣＳレベル及び個数に正規化する過程を示す式である。
【００６５】
【数１０】
2007124662.tif 000012
【００６６】
【数１１】
2007124662.tif 000013
【００６７】
上記式（１０）及び式（１１）から、上記式（９）は下記式（１２）のように整理できる。
【００６８】
【数１２】
2007124662.tif 000014
【００６９】
よって、上記式（５）は、上記式（１２）から下記式（１３）のように更に整理でき、これに基づいて上記式（２）のワイブロ上りリンク優先順位決定方法は、最終的に下記式（１４）の通りである。
【００７０】
【数１３】
2007124662.tif 000015
【００７１】
【数１４】
2007124662.tif 000016
【００７２】
すなわち、上りリンクスケジューリングにおいて、ＢＴＳは、上記式（１４）を用いてスケジューリングを要請した全ての移動局に対し、正規化したヘッドルーム値、各移動局別平均データ転送率及び複数の因子を用いて優先的にスロットが割り当てられる移動局を決定し得る。一方、ＵＧＳ、ｒｔＰＳ及びｅｒｔＰＳのような遅延が発生しないサービス品質を要求する移動局に対しては、決定された優先順位に加重値を付与して、ｎｒｔＰＳ及びＢＥを要求する移動局よりも優先的にスロットが割り当てられるようにする。
【００７３】
図２は、本発明の実施形態による無線移動通信システムにおいて、ＢＴＳが移動局の優先順位を決定する過程を示すフローチャートである。
【００７４】
図２によれば、段階Ｓ２０２において、ＢＴＳは、各移動局からヘッドルーム情報を受信する。ここで、ＢＴＳは、各移動局に以前に割り当てられたＭＣＳレベル情報及びスロット個数を既に知っている。段階Ｓ２０４において、ＢＴＳは、受信したヘッドルーム情報を上記式（９）のような予め設定した基準転送形式に正規化する。続いて、段階Ｓ２０６において、ＢＴＳは、当該移動局のスケジューリング要請時点の時間フレームまでＩＩＲ(Infinite Impulse Response)フィルタを用いて平均データ転送率を計算する。段階Ｓ２０８において、ＢＴＳは、決定された正規化したヘッドルーム値と平均データ転送率とを考慮した移動局の優先順位を、式（１０）を用いて決定する。
【００７５】
一方、段階Ｓ２０４及び段階Ｓ２０６は、説明の便宜の上、時間の流れ順に説明したが、段階Ｓ２０４及び段階Ｓ２０６は、同時に遂行されることもできることに留意すべきである。
【００７６】
なお、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で多様に変形できる。よって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】無線移動通信システムにおける上りリンクスケジューラーの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による無線移動通信システムにおいてＢＴＳが移動局の優先順位を決定する過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００  上りリンクスケジューラー
１１０  干渉制御ブロック
１２０  優先順位決定ブロック
１３０  データバースト転送形式決定ブロック
【図１】
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【図２】
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